A magnetron porlasztás végső útmutatója

A magnetronos porlasztásos technológia olyan, mint egy ragyogó csillag, amely kulcsszerepet játszik az anyagtudományban és a vékonyréteg-előállításban. Kiváló minőségű és nagy pontosságú vékonyrétegeket képes előállítani különféle hordozóanyagokon, szilárd technikai támogatást nyújtva az áttörésekhez számos élvonalbeli tudományos és technológiai területen.

Minden, amit a magnetron porlasztásról tudni kell

A magnetronos porlasztás, mint fejlett fizikai gőzfázisú leválasztási technológia, születése óta nélkülözhetetlen kulcstechnológiává fejlődött az anyagtudomány és a mérnöki tudományok területén, támaszkodva a vékonyréteg-előállításban rejlő egyedi előnyeire. Az elektronikus eszközök miniatürizálásától és nagy teljesítményétől az optikai alkatrészek nagy pontosságán és multifunkcionalitásán át az új energiájú anyagok nagy hatásfokáig és stabilizálásáig. Egyedülálló előnyeinek köszönhetően a magnetronos porlasztás kulcsfontosságú eszközzé vált ezen anyagok teljesítményének javításában.

Mi a magnetron porlasztás?

A magnetronos porlasztás a cél- vagy forrásanyag nagy energiájú részecskékkel történő bombázását jelenti, aminek következtében atomjaik kilökődnek a cél- vagy forrásanyagból, és lerakódnak az aljzatra. Továbbá a porlasztás során a lerakandó anyagot célpontként használják, vákuumkörnyezetbe helyezik, és megfelelő mennyiségű inert gázt (például argont) vezetnek be. Az elektromos tér és a mágneses tér együttes hatására az inert gáz ionokká ionizálódik. Ezek a nagy energiájú ionok az elektromos tér gyorsulása alatt bombázzák a célanyag felületét, így a célatomok elegendő energiát nyernek ahhoz, hogy elhagyják a felületet. A porlasztott atomok, molekulák vagy ionok a vákuumban repülnek, és végül az aljzat felületére rakódnak le, egyenletes és sűrű filmet képezve.

A magnetron porlasztás története

A magnetronos porlasztási technológia fejlesztése a technológiai fejlődés története, tele innovációval és áttörésekkel. Az 1930-as években fedezték fel először a porlasztási jelenséget, megnyitva az utat a kutatások előtt ezen a területen, de a technológia akkoriban még nem volt kiforrott, és számos korlátja volt, így nem terjedt el széles körben. Az 1960-as években, a vékonyréteg-előállítás iránti növekvő igény miatt a porlasztási technológia egyre nagyobb figyelmet kapott, és a tudósok továbbra is próbálkoztak a fejlesztésével. Azonban az olyan problémák, mint az alacsony porlasztási sebesség és a hagyományos porlasztási technológia magas szubsztráthőmérséklete, továbbra is korlátozták a fejlesztését. Csak az 1970-es években ért el jelentős áttörést a magnetronos porlasztási technológia. Chapin feltalált egy sík magnetronos porlasztási célpontot, amely alkalmas ipari alkalmazásokhoz. Egy mágneses mező okos bevezetésével sikeresen megoldotta a hagyományos porlasztás számos problémáját, és elérte a nagysebességű és alacsony hőmérsékletű porlasztást, így a magnetronos porlasztási technológia megteremtette a nagyméretű ipari termelés feltételeit, és gyorsan alkalmazható volt az elektronikában, az optikában és más területeken.

Azóta a magnetronos porlasztási technológia folyamatosan fejlődött, folyamatosan jelennek meg új technológiák és alkalmazások, a kezdeti egyszerű fémfilm-előkészítéstől a jelenlegi komplex, többkomponensű összetett filmek, nanoszerkezetű filmek stb. előállításának képességéig, alkalmazási területei pedig az elektronikától és az optikától az új energetikai, biomedicinális, repülőgépipari és egyéb területekig terjedtek.

A magnetron porlasztás elve

Egy magnetronos porlasztási rendszerben az elektronok mozgása a teljes porlasztási folyamat kulcsfontosságú kiindulópontja. Amikor egyenfeszültséget alkalmaznak a céltárgy (katód) és az aljzat (anód) között, az elektronok az elektromos térerő hatására elhagyják a céltárgy felületét, és felgyorsulnak az aljzat felé. A hagyományos porlasztással ellentétben azonban a magnetronos porlasztás mágneses teret hoz létre a céltárgy felületének közelében. A Lorentz-erő törvénye szerint a mágneses térben mozgó elektronokra hatással van a Lorentz-erő, amelynek iránya merőleges az elektron mozgásának irányára és a mágneses tér irányára. Ennek az összetett térnek a hatására az elektron mozgásának pályája meggörbül, és már nem egyszerű lineáris mozgásról van szó, hanem összetett spirális mozgásról a céltárgy felülete közelében.

A mozgás során az elektronok folyamatosan ütköznek inert gázatomokkal, például argonnal, energiát adnak át a gázatomoknak, ionizálják a gázatomokat, nagyszámú elektront, iont és semleges részecskét generálnak, és így plazmát képeznek.

A magnetron porlasztásának módja

DC magnetron porlasztás

Az egyenáramú magnetronos porlasztás a magnetronos porlasztási technológia legalapvetőbb és leggyakoribb módja. Az egyenáramú tápegység közvetlenül a célanyaghoz csatlakozik, így a célanyag katóddá válik. Miután a rendszert kiürítették és megfelelő mennyiségű argongázzal töltötték fel, egyenáramú feszültséget kapcsolnak a célanyag és az aljzat közé, így elektromos mezőt hoznak létre. Az elektromos mező hatására elektronok szabadulnak fel a célanyag felületéről, és a mágneses mező nyomása alatt spirális mozgást végeznek, ütközve argonatomokkal ionizálva azokat. A keletkezett argonionok az elektromos mező gyorsulása alatt bombázzák a célanyagot, ami a célatomok porlasztását és vékony filmek lerakódását eredményezi.

RF magnetron porlasztás

Az RF magnetron porlasztást elsősorban arra a problémára használják, hogy az egyenáramú magnetron porlasztás nem képes szigetelőanyagokat porlasztani. Egyenáramú tápegység helyett rádiófrekvenciás tápegységet (általában 13.56 MHz frekvenciával) használ. A rádiófrekvenciás elektromos mező hatására az elektronok és ionok nagyfrekvenciás oszcillációs mozgást végeznek az elektromos mezőben. Amikor az elektronok argonatomokkal ütköznek, az argongáz ionizálódik, plazmát hozva létre. Az RF elektromos mező kapacitív csatolás révén semlegesíti a szigetelő céltárgy felületén lévő töltést, így a szigetelőanyag stabil porlasztását éri el. Az RF magnetron porlasztás különféle szigetelőanyagok, például kerámiák, oxidok, nitridek stb. porlasztására alkalmas.

Impulzusos magnetron porlasztás

Az impulzusos magnetronos porlasztás egy új porlasztási mód, amelyet az egyenáramú magnetronos porlasztás alapján fejlesztettek ki. Az impulzus nagyfeszültségű szakaszában a plazma sűrűsége hirtelen megnő, és a porlasztási sebesség jelentősen megnő; az impulzus alacsony feszültségű szakaszában a plazma sűrűsége csökken, a célfelületen lévő töltés eloszlik, és az olyan rendellenes jelenségek előfordulása, mint az ívkisülés, csökken. Ezt a porlasztási módot nagy teljesítményű fémfilmek, összetett filmek és rendkívül magas filmminőségi követelményeket támasztó mezők, például félvezető eszközök és mágneses adathordozók előállítására használják.

Reaktív magnetron porlasztás

A magnetron reaktív porlasztás fontos technológia a kompozit filmek előállításához. A porlasztás során az inert gázok, például az argon mellett reaktív gázokat, például oxigént, nitrogént és metánt is bevezetnek egyidejűleg. Amikor a célatomokat porlasztják, kémiailag reagálnak a repülés közbeni reaktív gázmolekulákkal, vegyületeket képezve, amelyek a hordozó felületére rakódnak le, így kompozit filmeket kapnak. Széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik különféle funkcionális filmek, például optikai filmek, félvezető filmek és szupravezető filmek előállításában. A magnetron reaktív porlasztási eljárás azonban viszonylag bonyolult.

Kiegyensúlyozott magnetron porlasztás

A kiegyensúlyozott magnetronos porlasztás az elektronok mágneses mezők általi bezárásán alapul. Az elektromos mező gyorsulása alatt az elektronok gázmolekulákkal (általában argonnal) ütköznek, argonionokat és új elektronokat hozva létre. Az argonionok az elektromos mező hatására bombázzák a célanyag felületét, aminek következtében a célatomok porlasztódnak, majd ezek a porlasztott atomok lerakódnak az aljzat felületén, vékony filmet képezve. A kiegyensúlyozott magnetronos porlasztásnak vannak bizonyos korlátai. Az ionok bombázása a filmre gyenge, ami viszonylag alacsony kötési erőt eredményez a film és az aljzat között.

Kiegyensúlyozatlan magnetron porlasztás

A kiegyensúlyozatlan magnetronos porlasztás lényege, hogy a magnetronos porlasztás célforrásának mágneses mező eloszlását úgy állítják be, hogy a célforrás felületén a mágneses mező kiegyensúlyozatlan állapotban legyen. A célforrás külső mágneses pólusának mágneses fluxusa nagyobb, mint a belső mágneses pólusé, ami a kétpólusú mágneses mezővonalak nem teljes lezárását eredményezi a célfelületen, és a mágneses mezővonalak egy része kiterjed a szubsztrát területére. Ily módon az elektronok a mágneses mezővonalak mentén kiterjedhetnek a szubsztrátra, növelve a plazma sűrűségét és a gázionizációs sebességet a szubsztrát területén.

Magnetron porlasztáshoz használt anyagok

Itterbium porlasztási célpont

Az itterbium egy ezüstfehér fém, amelynek rendszáma 70, olvadáspontja körülbelül 824 °C. Az itterbium céltárgyakat főként szerves fénykibocsátó anyagok (OLED) fémbevonatainak párologtató anyagaként használják. A lézertechnikában nagy teljesítményű szálas lézerekben és szilárd lézerkristályos bevonatokban használják. Nukleáris alkalmazásokban nukleáris reaktorok neutronmérgezés-szabályozó rudainak bevonataihoz és kiégett fűtőelemek szállítókonténerei sugárzásálló béléséhez használják.

Bizmut porlasztási célpont

A bizmut jele Bi, rendszáma 83. Ez egy ezüstfehér fém, világosvörös csillogással, kemény és törékeny. A bizmut céltárgyakat széles körben használják a repülőgépiparban, az autóipari világítástechnikában, az OLED és az optikai iparban, például üzemanyagcellákban, félvezetőkben, kijelzőkben, LED-ekben és fotovoltaikus elemekben, üvegbevonatokban és más területeken. Ezenkívül a bizmutot a kohászati iparban is használják bizonyos ötvözetekhez, egyes tulajdonságait kihasználva az ötvözet teljesítményének javítására.

Diszprózium porlasztási célpont

Az atomenergia biztonságának területén a cink-oxiddal adalékolt diszprózium-oxid céltárgyak használhatók sóolvadékos reaktorok neutronfluxusának valós idejű monitorozó bevonataihoz, valamint fúziós reaktorok első falának károsodásérzékelő szenzoraihoz. A mély ultraibolya eszközök tekintetében nappali vak ultraibolya kommunikációs fotokatódokhoz, 230-280 nm-es sávú mikrolézerekhez stb. A sugárzásképalkotás területén is használják őket, például nagy felbontású neutronfotózási konverziós képernyőkhöz stb.

Erbium porlasztási célpont

Az erbium egy Er szimbólummal jelölt kémiai elem, rendszáma 68, ezüstfehér fémes csillogású, olvadáspontja 1412 °C. Az erbium céltárgyak fontos alkalmazási területek az optika és az elektronika, például az optikai kommunikáció területén. Az erbiumion-adalékolt szálerősítők (EDFA-k) kulcsfontosságú eszközök, amelyek képesek felerősíteni az optikai jeleket, és jelentősen javítják az optikai kommunikációs rendszerek átviteli távolságát és kapacitását.

Kobalt porlasztási célpont

A kobalt egy átmeneti fém, magas olvadásponttal (kb. 1495 ℃) és jó képlékenységgel. Gyakori formái közé tartoznak a korongok, téglalap alakú lemezek stb., 50 mm-től 200 mm-ig terjedő átmérővel, és a vastagsága az igényeknek megfelelően testreszabható. A kobalt céltárgyakat főként mágneses filmek, vezető rétegek és zárórétegek előállítására használják. Például merevlemezekben a kobalt alapú ötvözet filmek növelhetik a tárolási sűrűséget.

Rénium porlasztásos célpont

A rénium sűrűsége eléri a 21.04 g/cm³-t, olvadáspontja a harmadik az összes elem közül, eléri a 3186 °C-ot, forráspontja pedig az első, eléri az 5596 °C-ot. A rénium céltárgyakat nagy teljesítményű elektronikus alkatrészek és integrált áramkörök, magas hőmérsékletű érzékelők és nukleáris reaktorok védőrétegeinek előállítására használják. Amikor a réniumot olyan fémekkel ötvözik, mint a volfrám és a molibdén, átfogó teljesítménye jobb.

Nióbium porlasztó célpont

A nióbiumot főként a félvezető- és mikroelektronikai iparban használják, és érintőképernyőkben, optikai lencsékben és üvegbevonatokban alkalmazható. Mivel a nióbium jó szupravezető tulajdonságokkal rendelkezik, a célanyag által előállított vékonyrétegek szupravezető anyagokkal kapcsolatos területeken, például szupravezető mágnesekben, MRI-szkennerekben stb. használhatók.

Prazeodímium porlasztási célpont

A praemonium felhasználható speciális optikai tulajdonságokkal rendelkező vékonyrétegek, például optikai szűrők, lézerkristályok stb. előállítására, a prazeodímiumionok specifikus spektrális abszorpcióját kihasználva a fény szelektív áteresztése vagy elnyelése érdekében. A prazeodímium céltárgyak porlasztásával előállított mágneses filmek növelhetik a tárolási sűrűséget és stabilitást.

Irídium porlasztási célpont

Az irídium rendszáma 77, és szobahőmérsékleten az egyik legnagyobb sűrűségű fém. Olvadáspontja 2466 °C. Rendkívül erős korrózióállósággal rendelkezik, nem oldódik közönséges savakban, kiváló oxidációs ellenállással és alacsony fajlagos ellenállással rendelkezik. Az elektronikus félvezetők területén elektródákhoz vagy MRAM vetőrétegekhez használható.

Antimon porlasztási célpont

Az antimon rendszáma 51. A fejlett égésgátlás területén az antimon felhasználható új energiahordozók akkumulátorcsomagjainak tűzálló bevonataihoz, valamint repülőgépipari kompozit anyagok füst- és méregtelenítő rétegeihez. Az optoelektronikai integrációban rugalmas OLED csomagolási zárórétegekhez és intelligens ablakok elektrokróm-lángálló kettős funkciójú rétegeihez. A félvezető csomagolás területén 3D IC ostya szintű műanyag csomagolóanyagokhoz és nagy sűrűségű NYÁK égésgátló közegekhez használható.

Túlium porlasztási célpont

A túlium rendszáma 69. A lézerek területén a túliumionnal adalékolt lézeranyagok közép-infravörös lézerek előállítására használhatók, amelyek fontos alkalmazási területtel rendelkeznek az orvostudományban, például a lézersebészetben, mivel behatolási mélységük és az emberi szövetekre gyakorolt termikus hatásuk miatt precíz szövetvágást és -kezelést tesznek lehetővé. Az optikai kommunikációban a túliummal rokon optikai filmek használhatók optikai jelek szabályozására és feldolgozására. Ezenkívül a túliumfilmek a műszerek optikai teljesítményének javítására is használhatók.

Ródium porlasztási célpont

A ródium rendszáma 45, ezüstfehér, kemény, korrózióálló és jó kémiai inertséggel rendelkezik. A ródiumcélpont keménysége 4~4.5, relatív sűrűsége 12.5, olvadáspontja pedig akár 1955 ℃ is lehet. Korrózióállóságának és jó fényének köszönhetően. Az autók kipufogógáz-tisztításában a ródiumcélponttal készített bevonat katalizátorként használható a szennyezőanyag-kibocsátás csökkentésére. Ezenkívül egyes prémium ékszerek gyártása során a ródiumcélpont galvanizálását az ékszerek szépségének és tartósságának fokozására is használják.

Ruténium porlasztási célpont

A ruténium viszonylag ritka a természetben. A ruténium céltárgyak fontos anyagok a nagy pontosságú elektronikai alkatrészek gyártásához. A félvezetőiparban felhasználható mágneses fejek gyártására merevlemez-meghajtókhoz, ellenállásrétegek nagyméretű integrált áramkörökhöz és elektródákhoz nagyfelbontású síkképernyős kijelzőkhöz.

Indium-ón-oxid porlasztási célpont

Ez egy célanyag, amely bizonyos arányban indium-oxidból (In₂O₃) és ón-oxidból (SnO₂) áll, általában körülbelül 90% indium-oxidot és körülbelül 10% ón-oxidot tartalmaz. Széles körben használják kijelzőeszközökben, például folyadékkristályos kijelzőkben (LCD), szerves fénykibocsátó diódás kijelzőkben (OLED), érintőképernyőkben, valamint napelemekben, átlátszó elektródákban és más mezőkben.

Holmium porlasztási célpont

A holmium rendszáma 67, olvadáspontja pedig körülbelül 1474 °C. A nanoskálájú kvantum mágneses képalkotó berendezésekben a holmiumion-spin szondatömbök 0.5 nm-es térbeli felbontást érhetnek el. A beültethető nukleáris orvosi akkumulátorokban a hosszú folyamatos tápellátási idő előnyeivel rendelkezik.

A magnetron porlasztás előnyei

Kiváló filmminőség

A magnetronos porlasztással előállított vékonyrétegek jó egyenletességgel, nagy sűrűséggel és erős tapadási tulajdonságokkal rendelkeznek. Hatékonyan csökkentik a film pórusait és hibáit, javítják a film mechanikai tulajdonságait és kémiai stabilitását. Ezenkívül a célatomok erős kötőerőt képeznek a hordozó felületén lévő atomokkal a hordozó felületére történő lerakódás során, és nem könnyen válnak le.

Alkalmazható anyagok széles választéka

A magnetronos porlasztás szinte minden fémet, ötvözetet, félvezetőt, szigetelőt és egyéb anyagot képes porlasztani, beleértve a magas olvadáspontú anyagokat és az összetett vegyületeket is. Például fémek (alumínium, réz, titán stb.), ötvözetek (titán-alumíniumötvözet, nikkel-krómötvözet stb.), félvezető anyagok (szilícium, gallium-arzenid stb.) és szigetelőanyagok (szilícium-dioxid, alumínium-oxid stb.).

Magas lerakódási sebesség

A hagyományos porlasztási technológiával összehasonlítva a magnetronos porlasztás hatékonyan korlátozza az elektronok mozgását egy mágneses tér bevezetésével, növeli az elektronok és a gázatomok ütközésének valószínűségét, és növeli a plazma sűrűségét, ezáltal jelentősen növelve a porlasztási sebességet. A magas lerakódási sebesség azt jelenti, hogy a kívánt vastagságú film rövidebb idő alatt előállítható, ami javítja a hatékonyságot, csökkenti a költségeket, és alkalmas nagyméretű gyártásra.

Alacsony aljzathőmérséklet

A magnetronos porlasztás során az elektronokat egy mágneses mező tartja a céltárgy közelében, ami csökkenti az elektronok hordozóra jutását, ezáltal mérsékli a hordozó hőmérséklet-emelkedését. Ez a tulajdonság nagyon fontos a hőmérsékletre érzékeny hordozóanyagok (például műanyagok, polimerek, félvezető chipek stb.) esetében, hogy elkerülhető legyen a hordozó deformációja, teljesítményromlása vagy károsodása a magas hőmérséklet miatt.

Erős irányíthatóság

A magnetronos porlasztás különböző paraméterei (például a porlasztási teljesítmény, a gázáramlás és arány, az üzemi nyomás, az aljzat előfeszítése, a porlasztási idő stb.) pontosan szabályozhatók a film vastagságának, összetételének, szerkezetének és teljesítményének pontos szabályozása érdekében. Például a reakciógáz áramlásának szabályozásával különböző összetételű összetett filmek állíthatók elő; a porlasztási teljesítmény beállításával a film növekedési sebessége szabályozható.

Könnyen iparosítható

A magnetron porlasztó berendezések viszonylag egyszerű szerkezettel, kényelmes kezelhetőséggel és jó stabilitással rendelkeznek. Az igényeknek megfelelően különböző méretű magnetron porlasztó rendszereket terveznek, a laboratóriumi kis berendezésektől a nagyméretű ipari gyártósorokig. Ugyanakkor a magnetron porlasztási technológia vékony filmeket képes előállítani különböző formájú és méretű hordozókon, beleértve a sík, ívelt és összetett alakú hordozókat is.

A magnetron porlasztás hátrányai

Bár a magnetronos porlasztási technológiának számos előnye van, vannak hiányosságai is, amelyeket a gyakorlati alkalmazásokban figyelembe kell venni és fejleszteni kell:

Magas felszerelési költség

A magnetronos porlasztóberendezések több összetett alkatrészt igényelnek, mint például vákuumrendszert, energiaellátó rendszert, mágneses térrendszert stb., és gyártási és karbantartási költségeik viszonylag magasak, különösen bizonyos speciális típusú magnetronos porlasztóberendezések esetében (például RF magnetronos porlasztás, impulzusos magnetronos porlasztás).

Alacsony célanyag-kihasználás

A magnetronos porlasztás során az ionok főként a célanyag felületének meghatározott területeit bombázzák (általában erős mágneses mezővel rendelkező területeket), ami a célanyag egyenetlen korrózióját és „maratási barázdák” kialakulását eredményezi, ami alacsony, általában 30–50% körüli célanyag-kihasználtsági arányt eredményez.

Nagy filmfeszültség

A magnetronos porlasztással előállított filmben gyakran van bizonyos mértékű belső feszültség, amely főként az atomleválasztási folyamat során keletkező rácstorzulásnak és hibáknak tudható be, amikor nagy energiájú részecskék bombázzák az aljzat felületét. A nagy belső feszültség a film repedését és hámlását okozhatja.

Komplex alakú aljzatok

Bár a magnetronos porlasztás vékony filmeket képes létrehozni összetett alakú hordozókon, nehéz biztosítani a film egyenletességét egyes összetett szerkezetű hordozóknál, például mély lyukaknál és hornyoknál. A porlasztott részecskék lineáris mozgási jellemzői miatt a film vastagsága vékony lehet, vagy nem lehet a hordozó árnyékterületén lerakódni.

Néhány anyagot nehéz porlasztani

Bár a magnetronos porlasztás számos anyag esetében alkalmazható, a porlasztási folyamat nehézkes lehet egyes alacsony gőznyomású, magas olvadáspontú vagy könnyen vegyületeket alkotó anyagok esetében. Például egyes kerámia anyagok hajlamosak a céltárgy mérgezésére a porlasztási folyamat során.

Lehetséges szennyeződés

A magnetronos porlasztás során, különösen a reaktív porlasztás során, káros gázok (például ózon, nitrogén-oxidok stb.) keletkezhetnek, vagy a célzott porlasztási folyamat során keletkező porrészecskék bizonyos hatással lehetnek a kezelők egészségére és a környezetre.

Magnetron porlasztási alkalmazások

A magnetron porlasztást széles körben alkalmazzák számos területen, például az elektronikus információs technológiában, az optikában, az új energiákban, a biomedicinában, a repülőgépiparban, a dekorációban és a védelemben stb. Legyen szó akár integrált áramkörök fémösszekötőiről, kijelzőeszközök átlátszó elektródáiról, napelemek abszorpciós rétegeiről, repülőgépipari berendezések hővédő bevonatairól, mindegyik a magnetron porlasztási technológia támogatására támaszkodik.

Elektronika

A magnetron porlasztást fém összekötők (például alumínium- és rézfilmek), diffúziós gátak (például titán-nitrid és volfrámfilmek), szigetelőrétegek (például szilícium-dioxid és szilícium-nitrid filmek) stb. előállítására használják. Kijelzőeszközökben, például folyadékkristályos kijelzőkben (LCD-k) és szerves fénykibocsátó diódákban (OLED-k) a magnetron porlasztási technológiát átlátszó vezető elektródák (például indium-ón-oxid ITO filmek), fémelektródák, szigetelőrétegek stb. előállítására használják.

Optika

A magnetronos porlasztásos technológia alkalmazása az optika területén főként az optikai vékonyrétegek előállításában tükröződik. Az optikai lencsék, szemüvegek, kijelzők stb. felületére felvitt tükröződésgátló fóliák (például váltakozó szilícium-dioxid és titán-dioxid többrétegű fóliák) csökkenthetik a fény visszaverődésének veszteségét, javíthatják az áteresztőképességet, tisztábbá és fényesebbé tehetik a képet. Reflektorok (például alumínium- és ezüstfóliák), lézerrezonátor reflektorok stb. gyártására használják. A nagy fényvisszaverő képességű fóliák a beeső fény nagy részét visszaverhetik, és fontos szerepet játszanak teleszkópokban, lézerberendezésekben stb.

Új energia

A magnetronos porlasztásos technológia alkalmazása az új energia területén főként napelemekben, lítium-ion akkumulátorokban stb. koncentrálódik, kulcsfontosságú támogatást nyújtva az új energiaforrások fejlesztéséhez és felhasználásához. A vékonyrétegű napelemek (réz-indium-gallium-szelenid, kadmium-tellurid, gallium-arzenid napelemek stb.) előállítása során a magnetronos porlasztásos technológiát kulcsfontosságú vékonyrétegek, például abszorpciós rétegek, ablakrétegek és átlátszó elektródák leválasztására használják. A magnetronos porlasztásos technológia elektródaanyagok és membránbevonatok előállítására is használható. Például egy nano-fém filmréteg (például ón- vagy szilíciumfilm) elektróda felületére történő porlasztása javíthatja az elektróda vezetőképességét és lítiumtároló kapacitását.

biomedicina

Az orvostechnikai eszközök (például szikék, fecskendők és beültethető orvostechnikai eszközök) felületére antibakteriális bevonatok (például ezüst- és rézfilmek) felvitele gátolhatja a mikroorganizmusok, például baktériumok és gombák növekedését és szaporodását, csökkentheti a fertőzés kockázatát az orvostechnikai eszközök használata során, és javíthatja az orvosi biztonságot. Az olyan beültethető orvostechnikai eszközök esetében, mint a mesterséges ízületek, fogászati implantátumok és szív- és érrendszeri stentek, a felületüknek jó biokompatibilitással kell rendelkeznie, hogy elkerülje az immunrendszer kilökődési reakcióit az emberi szervezetben. A magnetronos porlasztásos technológiával előállított biokompatibilis bevonatok (például titán-, cirkónium-oxid- és titán-nitrid filmek) ezen eszközök felületére történő felvitele javíthatja azok felületi tulajdonságait, és elősegítheti a szöveti sejtek tapadását és növekedését.

légtér

A repülőgépipar rendkívül szigorú követelményeket támaszt az anyagok teljesítményével szemben. A magnetronos porlasztásos technológiával előállított filmek jelentősen javíthatják az anyagok magas hőmérséklettel szembeni ellenállását, korrózióállóságát és kopásállóságát, megfelelve a repülőgépipari berendezések felhasználási követelményeinek. Az űrhajók héjainak és hajtóműalkatrészeinek (például turbinalapátok és égésterek) felületére felvitt hővédő bevonatok (például cirkónium-oxid, szilícium-karbid és szilícium-nitrid filmek) hatékonyan blokkolhatják a magas hőmérsékletet, és megvédhetik az alkatrészeket az égéstől extrém magas hőmérsékletű környezetben (például amikor az űrhajó visszatér a légkörbe, vagy amikor a motor működik), ezáltal biztosítva a berendezés biztonságos működését.

Összegzés

Alapelvéből kiindulva a magnetronos porlasztási technológia hatékonyan korlátozza az elektronok mozgását és javítja a plazma sűrűségét az elektromos és mágneses mezők szinergikus hatásán keresztül, így hatékonyan állít elő kiváló minőségű vékonyrétegeket. Szinte mindenféle anyag feldolgozható, beleértve a fémeket, ötvözeteket, félvezetőket, szigetelőket és komplex vegyületeket, ami széles körben elterjedtté teszi számos területen, például az elektronikus információban, az optikában, az új energiákban, a biomedicinában, a repülőgépiparban, a dekorációban és a védelemben. A magnetronos porlasztási technológia az elmúlt évtizedekben nagy eredményeket ért el. A tudomány és a technológia jövőbeli fejlődésében továbbra is fontos szerepet fog játszani, és egyre nagyobb mértékben hozzájárul majd az új anyagok kutatásához, fejlesztéséhez és alkalmazásához, valamint a különböző iparágak technológiai fejlődéséhez.

1. http://www.semicore.com/what-is-sputtering

2. https://www.intechopen.com/online-first/63559

3.https://en.wikipedia.org/wiki/Sputter_deposition